大氣細顆粒物PM2.5對人體損害及致病機制的研究進展

呂廣娜* 李榮山

（山西醫科大學第二醫院腎內科，山西 太原 030001）

大氣細顆粒物PM2.5對人體損害及致病機制的研究進展

呂廣娜* 李榮山

（山西醫科大學第二醫院腎內科，山西 太原 030001）

大氣細顆粒物(PM2.5)作為一種新發現的大氣污染成份，可以吸附多種有害氣體和病原微生物，嚴重威脅著人體的健康。PM2.5的致病率、致癌率和致死率不斷上升，受到全世界各國的廣泛關注。在我國空氣污染問題也相當嚴重。現就PM2.5對人體各個系統、器官的損傷及其致病機制的研究進展做綜述。

大氣污染；細顆粒物(PM2.5)；血管損傷；器官損傷

隨著人類科技的進步，工業的飛速發展，電力需求的增加，汽車數量的攀升，使大氣污染問題越來越嚴重。雖然大氣污染多數時候看不見、摸不著，但是當各種懸浮顆粒物和有害氣體達到一定濃度時，就會降低空氣的能見度。

1 PM2.5的理化性質

細顆粒物作為一種大氣污染物，與其他污染物一樣，主要來源于化石燃料燃燒的產物。其形態各不相同，造成了生物效應也不同。類球形容易在機體內沉積，棱角多易造成直接機械損傷，而不規則形則更容易吸附有害成分和病原微生物[1]。無機物包括：二氧化硫（SO2）、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）、氮氧化物（NOX）及重金屬，其中重金屬有銅、鋅、鉛、鎘、錳、鎳等；有機物包括：甲醛、甲烷、多環芳香烴及病原微生物等[2]。這些成分中對人體健康有影響的物質絕大多數是人為來源。

2 PM2.5對人體各系統、器官的影響

空氣污染對人體健康有急性和慢性的影響，影響到許多不同的系統和器官。特別是PM2.5，它不但自身有危害性，還可以吸附多種有害氣體和病原微生物。

2.1 對呼吸系統的影響

PM2.5通過損傷呼吸道黏膜上皮細胞，部分沉積在肺泡內或肺間質內，激活肺內的免疫細胞，引起氣道炎性反應，造成呼吸系統疾病。從輕微的上呼吸道刺激、兒童的急性呼吸道感染、成人的慢性支氣管炎，到慢性肺纖維化、慢性阻塞性肺疾病，甚至肺癌都有可能[3，4]。Sabit Cakmaka等人研究表明，PM2.5的空氣濃度每增加4.5μg/m3，使第一秒用力呼氣量與用力肺活量的比值（FEV1/ FVC%）下降0.4%。因此，還會造成呼吸道疾病惡化，如：哮喘的發作、呼吸衰竭。

2.2 對心血管系統的影響

呼吸道的急性和慢性炎癥對于急性心血管病是公認的危險因素。而PM2.5引起肺部炎癥反應后，有一部分就穿過呼吸膜進入循環系統，影響心血管系統。一項調查研究表明，長期吸入細顆粒物可導致心臟病，在美國每年約有6萬人因此而過早死亡。

2.3 對血液系統的影響

長期的PM2.5吸入，使得血液中血小板數量顯著上升，縮短部分凝血活酶時間（APTT）及凝血酶原時間（PT），更容易促使血栓形成，最終引起缺血性疾病。

2.4 對免疫系統的影響

PM2.5被吞噬細胞吞噬后，進入淋巴系統，部分被清除，部分被新的吞噬細胞吞噬。Sasha Bernatsky等人通過門診病歷分析得出，吸入的PM2.5水平與抗-dsDNA和細胞管型呈正相關。在自身免疫性風濕病人中，細顆粒物可能影響疾病活動，特別是系統性紅斑狼瘡。

3 PM2.5的致病機制

PM2.5對機體的各個系統、器官均有不同程度損傷，其作用機制可能是：①細胞的機械損傷：對于不規則形及棱角多的細顆粒物，對呼吸道黏膜上皮細胞、肺泡細胞、血管內皮細胞均有直接的機械損傷。②細胞DNA的氧化損傷：PM2.5對DNA的潛在損傷，主要在于其吸附的重金屬和多環芳香烴的協同作用。它破壞了DNA的雙螺旋結構，導致基因突變、DNA斷裂，使原癌基因激活、抑癌基因失活。③細胞間隙連接的抑制：PM2.5抑制細胞間隙連接通訊，可能在癌細胞的發生、轉移過程中起促進作用。④炎性因子的激活：在細胞損傷的基礎上，激活了肺和血液中的單核/巨噬細胞、NK細胞、粒細胞、肥大細胞等免疫細胞，從而釋放出大量炎性因子。⑤血管內皮功能障礙：高水平的活化免疫細胞和炎性因子可能導致細胞內水腫、炎性增生，進而造成血管內皮功能障礙，最終導致血管免疫自我平衡的失衡。⑥吞噬細胞的氧依賴殺傷途徑的損傷：吞噬細胞在吞噬異物的同時出現氧代謝活躍，并生成反應性氧中間產物（ROIs）和反應性氮中間產物（RNIs），這些中間產物對吞噬的異物產生強大的殺滅作用。而PM2.5造成內皮功能障礙，對SOD、CAT及GSH-PX均有抑制作用，使得氧自由基堆積在肝、腎造成氧化損傷。同時，PM2.5使得腎血管內皮NOS/NO系統表達異常，其中血清誘導型氧化氮合酶（iNOS）活性增加，血清內皮型氧化氮合酶（eNOS）表達減少，都使得血液中NO含量異常，最終影響血管舒縮功能。

[1] 林治卿,襲著革,楊丹鳳,等.PM2.5的污染特征及其生物效應研究進展[J].解放軍預防醫學雜志,2005,23(2):150-152.

[2] Judith CC,John GW,LU ZQ,et al.Descriptive Analysis of PM2.5 and PM10 at Regionally Representative Locations during SJVAQS/AUSPEX[J].Atmospheric Environment,1996,30(12): 2079-2112.

[3] Marilena K,Elias C.Human Health Effects of Air Pollution[J]. Environmental Pollution,2008,151(2):362-367.

[4] Michael H,Melissa MA.Relations Between Health Indicators and Residential Proximity to Coal Mining in West Virginia[J].Am J Public Health,2008,98(4): 669-671.

R122.7

A

1671-8194（2013）29-0043-01

*通訊作者:E-mail: lvguangna.love@163.com